[发明专利]一种惰性粒子喷雾冷冻干燥设备及方法

权利要求书

1.一种惰性粒子喷雾冷冻干燥设备，其特征在于：包括流化系统、雾化系统、冷冻系统及热交换系统；流化系统包括流化床、风机及调节阀；雾化系统包括料液储罐及雾化器，雾化器安装在流化床的床身内部；冷冻系统包括保温套、制冷剂储层及惰性粒子群构成，制冷剂储层设置在流化床的床身夹层内，在流化床床身外设置保温套，惰性粒子群放置在流化床的床身内部；热交换系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、气体加热器及气体冷却器；热交换系统通过气体管路连接至流化系统的流化床。

2.根据权利要求1所述的惰性粒子喷雾冷冻干燥设备，其特征在于：还包括分离系统，分离系统包括旋风分离器及除尘器，流化系统通过气体管路连接至分离系统，分离系统通过气体管路连接回热交换系统。

3.根据权利要求1所述的惰性粒子喷雾冷冻干燥设备，其特征在于：所述的雾化器为压力式雾化器或气流式雾化器。

4.根据权利要求1所述的惰性粒子喷雾冷冻干燥设备，其特征在于：所述的雾化器安装在流化床的床身内的顶部，或者雾化器安装在流化床的床身内的底部。

5.根据权利要求1所述的惰性粒子喷雾冷冻干燥设备，其特征在于：所述的惰性粒子群由球形蓄冷颗粒组成。

6.一种惰性粒子喷雾冷冻干燥方法，其特征在于：该方法的步骤为：

(1).添加惰性粒子群：将惰性粒子群添加至流化床中；

(2).通入制冷剂：将制冷剂充满流化床的床身夹层内；

(3).通入流化气体进行预冷：启动热交换系统，通过风机将低温低湿的流化气体通入流化床，使惰性粒子流化并预冷，此时流化气体温度为：-10℃～-20℃，气体流速为：0.5～2m/s以维持惰性粒子的流化状态，预冷时间为：20～40min；

(4).冷冻喷覆：启动雾化系统，液态原料由雾化器雾化成球形液滴下落，在惰性粒子表面形成均匀液膜，在外部冷环境气体和内部冷惰性粒子共同作用下冻结，此时流化气体温度控制在：-20℃～-40℃，气体流速为：0.5～2m/s，此时气体速度维持冻结的惰性粒子的流化；

(5).冷冻干燥：继续通入流化气体，此时流化气体温度控制在-20℃～-60℃，气体流速为：0.5～2m/s，此时流化速度维持冻结的惰性粒子的流化，冷冻液膜附着在冷惰性粒子上逐渐被干燥，冷冻干燥时间为：3～5h；

(6).粉料分离：冷冻干燥过程中二次气体和细小的粉体，经过流化床的气体出口排出，在旋风分离器中收集一部分产品，排出气体经除尘器除尘后可经过热交换系统重新循环利用，剩余产品待干燥完成后随惰性粒子一起收集。

7.根据权利要求6所述的惰性粒子喷雾冷冻干燥方法，其特征在于：所述的制冷剂为液氮，或干冰或其它制冷剂等。

8.根据权利要求6所述的惰性粒子喷雾冷冻干燥方法，其特征在于：所述的惰性粒子群由球形蓄冷颗粒组成。